鄒建華，楊紹偉，劉志鵬，吳 濤，黃良斌

ZOU Jian-hua, YANG Shao-wei, LIU Zhi-peng, WU Tao, HUANG Liang-bin

（1.貴州省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，貴州 貴陽(yáng) 550003；2.常州益利亞重工機(jī)械科技有限公司，江蘇 常州 213164；3.大連益網(wǎng)科技有限公司，遼寧 大連 116024）

近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的加快，塔式起重機(jī)（以下稱塔機(jī)）正越來(lái)越多的被用于建造高樓大廈。由于其作業(yè)環(huán)境惡劣、工況復(fù)雜多變，塔機(jī)倒塌事故不斷發(fā)生，嚴(yán)重危害人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，特別是有一定服役年限的老舊塔機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)磨損比較嚴(yán)重，更容易發(fā)生事故，為此住建部規(guī)定超過一定服役年限的老舊塔機(jī)繼續(xù)使用必須進(jìn)行安全評(píng)估；另外，還有相當(dāng)一部分塔機(jī)，由于操作不當(dāng)發(fā)生各種各樣的事故，經(jīng)過維修評(píng)估后仍舊可以使用[1]。

傳統(tǒng)塔機(jī)的評(píng)估一般都是通過人工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，然后經(jīng)過計(jì)算匯總，得出塔機(jī)安全評(píng)估結(jié)論。在此過程中，需要大量數(shù)據(jù)檢測(cè)和計(jì)算。然而，對(duì)于無(wú)法獲知自重應(yīng)力的塔機(jī)，自重應(yīng)力的計(jì)算非常繁瑣，通過人工計(jì)算幾乎是一個(gè)不可完成的任務(wù)，對(duì)于塔機(jī)安全評(píng)估的時(shí)效性和準(zhǔn)確性都是一個(gè)考驗(yàn)[2]。

當(dāng)前，采用計(jì)算機(jī)輔助工作，提高工作效率已經(jīng)成為一種趨勢(shì)[3]。在此條件下，基于Windows操作系統(tǒng)的塔機(jī)安全評(píng)估軟件應(yīng)時(shí)而生。該軟件具有友好的全中文操作界面，簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)輸入輸出接口，系統(tǒng)參照J(rèn)GJ/T 189-2009《建筑起重機(jī)械安全評(píng)估技術(shù)規(guī)程》[4]等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，適用于塔機(jī)的安全評(píng)估。

1 標(biāo)準(zhǔn)要求

按照《JGJ/T 189-2009建筑起重機(jī)械安全評(píng)估技術(shù)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）要求規(guī)定，塔機(jī)630kNm以下（不含630kNm）、出廠年限超過10年；630kNm～1250kNm（不含1250kNm）、出廠年限超過15年；1250kNm（含1250kNm）以上、出廠年限超過20年的各類塔機(jī)，應(yīng)進(jìn)行安全評(píng)估。

《規(guī)程》規(guī)定了塔機(jī)重要鋼結(jié)構(gòu)部件應(yīng)包括塔身、起重臂、平衡臂（轉(zhuǎn)臺(tái)）、塔帽（或A字架）、附著裝置、頂升套架、行走底盤及底座等多個(gè)機(jī)構(gòu)，并給出了具體評(píng)估內(nèi)容和方法。本軟件滿足《規(guī)程》要求，同時(shí)將各個(gè)評(píng)估流程和計(jì)算過程軟件化，從而實(shí)現(xiàn)快速化、模塊化、自動(dòng)化的評(píng)估方法，不但為評(píng)估人員提供先進(jìn)評(píng)估技術(shù)手段，而且提高了工作效率。

2 軟件總體框架簡(jiǎn)介

軟件采用Visual studio 2008軟件開發(fā)，分為環(huán)境管理子系統(tǒng)、塔機(jī)安全評(píng)估工作子系統(tǒng)、自重應(yīng)力計(jì)算子系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)，總體功能框架如圖1所示。

圖1 塔機(jī)安全評(píng)估系統(tǒng)框架

2.1 環(huán)境管理子系統(tǒng)

環(huán)境管理子系統(tǒng)為評(píng)估系統(tǒng)的功能控制、管理部分。軟件登錄、維護(hù)以及評(píng)估報(bào)告審核，都在該部分完成。該部分提供口令維護(hù)、人員信息維護(hù)、人員權(quán)限維護(hù)、審核流程設(shè)置、報(bào)告書版本維護(hù)、其它個(gè)性化設(shè)置等。

2.2 塔機(jī)安全評(píng)估工作子系統(tǒng)

塔機(jī)安全評(píng)估工作子系統(tǒng)是本軟件系統(tǒng)的核心部分，其功能主要有報(bào)告編制、流程控制、模塊判別、報(bào)告審批、報(bào)告打印、查詢等。

2.3 自重應(yīng)力計(jì)算子系統(tǒng)

塔機(jī)在進(jìn)行安全評(píng)估時(shí)，應(yīng)力應(yīng)變的檢測(cè)是一個(gè)重要項(xiàng)目。由于塔機(jī)自身的結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)，自重應(yīng)力是不可忽視的。

考慮到制造單位對(duì)“產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)算書”的保密性，本軟件采用計(jì)算機(jī)自帶的有限元分析軟件，根據(jù)提前輸入的塔機(jī)信息，可以建立塔機(jī)有限元模型，并根據(jù)工況要求，自動(dòng)計(jì)算塔機(jī)由于自重引起的應(yīng)力，方便評(píng)估人員根據(jù)計(jì)算結(jié)果和應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析[5]。

3 軟件功能介紹

塔機(jī)安全評(píng)估軟件設(shè)置新建評(píng)估項(xiàng)目、項(xiàng)目管理、下載評(píng)估項(xiàng)目以及系統(tǒng)配置4項(xiàng)主要功能，以滿足評(píng)估需求。

3.1 新建評(píng)估項(xiàng)目

當(dāng)有一臺(tái)塔機(jī)需要評(píng)估或者進(jìn)行未評(píng)估完成的項(xiàng)目時(shí)，選擇該項(xiàng)目。該項(xiàng)目下設(shè)置有塔機(jī)基本資料、設(shè)備評(píng)估以及評(píng)估結(jié)論3個(gè)子項(xiàng)目。

1）塔機(jī)基本資料 塔機(jī)的基本資料包括設(shè)備的基本信息及技術(shù)參數(shù)2個(gè)小項(xiàng)。像制造單位、產(chǎn)權(quán)單位、塔機(jī)公稱力矩等信息在此錄入，另外也可以選擇從服務(wù)器或者從本地的文檔導(dǎo)入這些信息。

2）設(shè)備評(píng)估 設(shè)備評(píng)估項(xiàng)目包含整機(jī)外觀檢查、安全裝置檢查、重要結(jié)構(gòu)件變形檢測(cè)、重要結(jié)構(gòu)件壁厚檢測(cè)、重要結(jié)構(gòu)件無(wú)損檢測(cè)工作委托、重要結(jié)構(gòu)件材料檢測(cè)工作委托、重要結(jié)構(gòu)件應(yīng)力檢測(cè)工作委托、載荷試驗(yàn)8個(gè)小項(xiàng)。在實(shí)際操作時(shí)，對(duì)檢驗(yàn)的項(xiàng)目進(jìn)行一一填寫，根據(jù)評(píng)估結(jié)論文檔的格式，依次調(diào)用8個(gè)小項(xiàng)的相關(guān)數(shù)據(jù)及文件，從而生成評(píng)估文件。并且根據(jù)《規(guī)程》中的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，8個(gè)小項(xiàng)中的重點(diǎn)部位有1項(xiàng)不合格的，即判定為不合格，最終在評(píng)估結(jié)論項(xiàng)中給出評(píng)估結(jié)論。

3）評(píng)估結(jié)論 評(píng)估結(jié)論項(xiàng)目為獨(dú)立一項(xiàng)，在該項(xiàng)目中，可以手動(dòng)填寫或者直接導(dǎo)入不合格項(xiàng)目，軟件系統(tǒng)將根據(jù)評(píng)估內(nèi)容直接生成評(píng)估結(jié)論

3.2 項(xiàng)目管理

項(xiàng)目管理用于管理已經(jīng)評(píng)估過的或者正在進(jìn)行評(píng)估的項(xiàng)目。在項(xiàng)目管理中，可以對(duì)當(dāng)前便攜式終端內(nèi)被評(píng)估項(xiàng)目的查詢與修改、刪除、導(dǎo)出評(píng)估報(bào)告以及將評(píng)估項(xiàng)目上傳至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等工作。評(píng)估報(bào)告允許以單文件、壓縮文件或者以文件夾格式導(dǎo)出至外接的存儲(chǔ)設(shè)備中。針對(duì)導(dǎo)出的評(píng)估報(bào)告文件，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)唯一文件標(biāo)識(shí)碼，嵌入至報(bào)告文件中。

3.3 下載評(píng)估項(xiàng)目

該功能主要用于從服務(wù)器平臺(tái)下載已有的評(píng)估項(xiàng)目數(shù)據(jù)，便于現(xiàn)場(chǎng)使用。

圖2 參數(shù)輸入界面

圖3 評(píng)估結(jié)論

3.4 系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置用于配置便攜式移動(dòng)終端需要訪問、上傳數(shù)據(jù)的服務(wù)器平臺(tái)的相關(guān)信息，該功能是便攜式終端與服務(wù)器連接的必要保證。為同軟件相結(jié)合，本軟件裝載的最低硬件要求為Intel Atom CPU N2600 @1.60GHz，內(nèi)存2GB，硬盤空間不低于10G。

4 應(yīng)用實(shí)例

2013年4月12日受大連某企業(yè)和安監(jiān)單位的委托，在該企業(yè)的廠內(nèi)應(yīng)用該軟件對(duì)一臺(tái)由上海寶達(dá)工程機(jī)械有限公司生產(chǎn)的并于1996年出廠的QTE80G型老塔機(jī)進(jìn)行安全評(píng)估。以重要結(jié)構(gòu)件變形、重要結(jié)構(gòu)件壁厚為例，依次輸入圖2所示的參數(shù)，再經(jīng)軟件的運(yùn)算輸出圖3所示的結(jié)論。

5 結(jié) 語(yǔ)

基于windows操作系統(tǒng)的塔機(jī)安全評(píng)估軟件系統(tǒng)的核心功能在于簡(jiǎn)化評(píng)估流程，提高評(píng)估人員的工作效率,減少工作失誤，把工作人員從繁雜的數(shù)據(jù)分析中解脫出來(lái)，也為評(píng)估人員提供開展評(píng)估的流程依據(jù)。同時(shí)軟件融合了辦公信息化技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)能夠很快的傳回服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行審核工作，在一定程度上加快了塔機(jī)安全評(píng)估管理制度的革新。

[1]黃洪鐘，姚新勝.塔式起重機(jī)安全性研究與展望[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2001，(3)：1-6.

[2]溫旭宇，蘇 鵬.淺談建筑起重機(jī)械的安全評(píng)估[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2011，24(12)：98-100.

[3]鄭夕健.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)有效壽命理論及技術(shù)實(shí)現(xiàn)[D].沈陽(yáng)：東北大學(xué)，2010.

[4]JGJ/T 189-2009，建筑起重機(jī)械安全評(píng)估技術(shù)規(guī)程[S].

[5]王 進(jìn).基于有限元法的塔式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2005.